Título

ANÁLISE DE FALHA EM HASTE DE FÊMUR DE PRÓTESE TOTAL DE QUADRIL

FAILURE ANALYSIS IN IMPLANT

Autoria

Reis, Mariana dos; Griza, Sandro; Strohaecker, Telmo Roberto

DOI

10.5151/2594-5327-0262

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Resumo

As próteses têm sido aplicadas com sucesso para o alívio da dor devido a processos degenerativos, inflamatórios, traumáticos, isquêmicos e metabólicos, em especial as próteses de joelho e de quadril. No entanto a taxa de revisão (vida útil média de 10 anos) é considerada alta para os padrões atuais, com cada vez mais implantações em pessoas jovens e ativas. Diversos estudos têm sido realizados para melhorar este panorama, elevando a vida útil das próteses. Uma técnica empregada é o estudo de componentes revisados para esclarecer o motivo da falha na tentativa de melhorar o projeto. Neste trabalho foi analisado um componente femoral de prótese de substituição total de quadril através das técnicas convencionais de análise de falha. As análises efetuadas seguiram as diretrizes e os critérios estabelecidos pela norma ASTM F561-87 “Standard Practice for Analysis of retrieved Metallic Orthopaedic Implants”. Inicialmente foi conduzida a inspeção visual e macroscópica – para avaliação dos graus de acabamento superficial, de corrosão e de desgaste mecânico. Posteriormente foi efetuada análise química, análise metalográfica (microestrutura, tamanho de grão, teor de inclusões), ensaio mecânico de dureza e análise da fratura em microscópio eletrônico de varredura (MEV) para verificação dos micromecanismos de falha. Constatou-se que a prótese analisada apresentou inadequações de natureza metalúrgica (presença de ferrita delta e microrrechupes de fundição) e mecânica (geometria propiciando um baixo desempenho em fadiga).

 

Over the last years prosthesis have been applied successfully for the relief of pain due to degenerative, inflamatory, traumatic, ischemis and metabolic processes, especially knee and hip replacements. However, the review rate (average useful life of ten years)is considered too high for the current standards because people are more physically active demanding a better performance of the prosthesis. Many studies have been carried out in order to improve the useful life of the prosthesis. One employed technique is the study of revised components to explain the reason of the failure in an attempt to improve the project. In this research we analysed a femoral component of hip prosthesis using the conventional failure analysis techniques. The analysis followed the criteria established for the standard ASTM F561-87 "Standard practice for analysis of retrieved metallic orthopaedic implants". Initially we made visual and macroscopic inspection - for valuation of the degrees of superficial finishing, corrosion and wear. Later, chemical analysis was done, as well as metallographic analysis (microstructure, grain size, inclusion level), hardness and fracture analysis in SEM (scanning electronic microscope) for the verification of the failure mechanisms.The prosthese analysed presented an inadequate metallurgic (delta ferrite and shrink holes) and mechanic nature (high stress concentration in the neck area).

Palavras-chave

Prótese de quadril; Fadiga; Análise de falha.

Delta-ferrite; Fatigue; Orthopedic implant.